自激式不隔离开关电源

  不隔离的开关电源稳压器,实际上是将输入电压经开关电源控制后构成输出电压,所以两者共有负极为公共端(或正极为公共端)。不隔离的开关电源当由市电整流输入时,用电设备将带市电高压,因此限制了其应用范围。不过,目前电池供电的移动设备多采用此类电源作多种电压输出,包括升/降电压、改变极性等功能。

 

降压式不隔离开关电源工作原理

    此类降压式开关电源是开关电源进入市场最早的一类。20世纪?0年代前,电视机无一例外地采用工频变压器和线性稳压器供电,除其庞大的体积和可观的重量外,稳压范围过窄也给人们带来麻烦,不得不采用改变变压器初级抽头的方式作为手动辅助调整。70年代后,自激式降压开关电源开发成功,尽管是不隔离的,仍几乎为所有的电视机中被采用。因为它以极小的体积、重量,宽范围的稳压性能,使电视机的市电适应性大幅提高。

    图是此类开关电源的结构图,在此借以说明降压、稳压原理。输入的直流电压,经过开关电源通/断控制变成周期为了的矩形波。n是开关电源导通时间,丁:为开关电源截止时间。当开关电源导通时,续流二极管D反偏截止,输人电压通过电容器C加在电感L两端,L中的电流随时间丁,呈线性增长。与此同时,C充电电压上升。由于C的容量选择较大,在丁,的全部时间内,C建立充电电压极小,以保证丁,期间的电能全部变成L的磁场能量。当开关电源截止时,L释放磁能,其感应电压与输入电压极性相反,使D导通,对C充电,使负载上有持续的电流。C在两次充电过程中,两端建立的充电电压正比于开关电源导通时间T真。为了达到降压的目的,在此类开关电源中,T1/T的值常小于0.5。因此,C两端电压也小于输入电压(即脉冲峰值电压)的0.5倍。控制开关电源导通时间丁,,即可控制负载两端的电压。

    为了控制输出电压,用分压器对输出电压取样,送人误差放大器的正相输入端。误差放大器反向输人端,接人稳定的基准电压。当输出电压升高时,比较器输出电压升高,通过脉宽控制电路使开关电源提前截止,脉冲宽度丁:减小,迫使输出电压降低。


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